JP2005519543A - レイヤ映像符合化のための方法及びシステム - Google Patents
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Abstract
複数のサブレイヤを有する少なくとも1つのレイヤを有するレイヤ符合化システムにおいて、対応するサブレイヤ内で重要であるとして決定される少なくとも1つの領域を有する複数の画素ブロックを有する映像画像を符合化するための方法である。この方法は、前記少なくとも1つの重要な領域内の既知のサイズの各々のブロックに重要度レベルを関連付ける段階と、続く大きいブロック内に含まれる既知のサイズの少なくとも1つの前記ブロックの前記重要度レベルに依存して、前記続く大きいブロックの少なくとも1つの各々に重要度のレベルを関連付ける段階と、前記関連付けられた重要度レベルの各々をマッピングする段階と、を有する。本発明の他の実施形態においては、重要度マップが伝送され、その重要度マップを用いて、対応する画像レイヤが再構成される。
Description
本発明は映像画像符合化に関し、更に詳細にはレイヤ符号化映像画像のエンハンスメントレイヤを部分的に符合化することに関する。
細粒度スカラ(FGS:Fine Granular Scalar)のようなレイヤ符合化及びウェーブレット符合化は、映像画像符合化技術において周知である。例えば、FGS符合化はベースレイヤ及びエンハンスメントレイヤに画像を符合化する。ベースレイヤは、許容され得る品質を有するネットワークにおいて伝送されることが可能である最小画像を表す。エンハンスメントレイヤは、十分な残りの帯域が利用可能であるとき、ネットワークにおいて伝送されることが可能である付加画像ディテールを表す。
エンハンスメントレイヤはビット平面フォーマットにおいて符合化され、各々のエンハンスメントレイヤ値の最上位ビットは第1ビット平面に記憶され、各々のエンハンスメントレイヤ値の各々の続くビットは対応するビット平面において記憶される。エンハンスメントレイヤの伝送の間に、各々のビット平面の値は、利用可能な帯域が占有されるまで、連続して伝送される。
部分ビット平面の概念が、ビット平面内の種々のビットの重要度を区別するため及びビット平面内のビット平面符合化の効率を改善するためにJPEG−2000に導入された。この概念は、FGSのような他のレイヤ符合化方法には存在しない。それ故、上位であることを決定される映像画像の領域が、エンハンスメントレイヤを符合化することに先立って特定される、符合化方法及び装置に対する要求が存在する。
添付図面は本発明の概念を表すことを単に目的としており、本発明の制限の規定として意図されるものではないことが理解される必要がある。図1乃至4に示し、詳細説明により説明する実施形態は、例示的実施形態として用いられるべきであり、本発明を実施する唯一の方法と認識されるべきではない。又、適切な場合に、参照文字をできるだけ補う参照番号は、類似する要素を特定するために用いている。
複数のサブレイヤを有する少なくとも1つのレイヤを有するレイヤ符合化システムにおいて、対応するサブレイヤ内の上位であるとして決定される少なくとも1つの領域を有する複数の画素ブロックを有する映像画像を符合化するための方法を、ここで開示する。この方法は、重要度のレベルを少なくとも1つの上位領域内の各々の既知のサイズのブロックに関連付ける段階と、重要度のレベルを連続的レイヤブロック内に含まれる既知のサイズのブロックの少なくとも1つの重要度のレベルに依存する各々の連続的レイヤブロックに関連付ける段階と、各々の関連する重要度のレベルをマッピングする段階と、を有する。
本発明の他の実施形態において、重要度マップは伝送され、対応する画像レイヤは、その重要度マップを用いて再構築される。
図1は、本発明の原理に従って、例示としての部分ビット平面符号化器100のブロック図を示している。この図において、入力信号110は、加算器115に与えられ、下で更に説明するように、動き補償画像と混合される。結合された信号は、次いで、離散係数変換(DCT)に与えられ、画素値を係数に変換する。DCT係数は、次いで、量子化のために量子化器125に与えられる。量子化されたDCT係数は、次いで、変数長符号化器130及び結合化器175に与えられる。
量子化されたDCT係数は又、逆量子化器135に与えられ、DCT係数を回復させる。理解される必要があるが、回復されたDCT係数は、一部の情報が量子化プロセスにおいて失われるとき、オリジナルのDCT値と正確に同じではない。逆量子化された係数は、次いで、逆DCT140に加えられ、DCT及び量子化プロセスの後、オリジナルの画素要素を回復する。同様に、一部の情報が量子化プロセスにおいて失われるため、オリジナルの画素要素と回復された画素要素との間の既知の差が存在する。回復された画素要素は動き予測器/動き補償器45に与えられる。動き予測/補償信号は、次いで、加算器115に加えられ、オリジナルの画像110と結合される。
加算された画像150は又、逆DCT140から出力される回復画素要素と共に加算化器155に加えられる。加算化器の出力は、オリジナルの信号110と回復されたベースレイヤ画像との間の残りの要素である。残りの画像はエンハンスメントレイヤ符号化器160と重要度マップ符号化器165に同時に加えられる。重要度マップ符号化器の結果は、下で更に詳しく説明するように、ビット平面にマッピングするために、エンハンスメント符号化器170に更に加えられる。
エンハンスメントレイヤ170と重要度マップ165との出力とは結合器180に与えられ、結合された出力は結合器175に与えられる。結合器175の出力190は、次いで、ネットワークにおいて伝送され、又は次の伝送のために記憶される。
図2aは、境界、色又はテクスチャにおける変化のような重要な情報を有する画像フレームを示している。重要な画像領域210、215、220は、既知の方法を用いて特定される。これに対して、テクスチャにおける変化を全く示さないか又はほとんど示さない領域は非重要として特定されることが可能である。従って、これらの領域に関する情報は全くない又は殆どない。従って、本発明の一実施形態において、重要な領域の決定は、各々の画素素子を調べることによりなされることが可能である。好適な実施形態において、重要な領域の決定は、対応するDCT係数を調べることによりなされることが可能である。
図2bは、本発明の他の実施形態を示し、重要な画像領域、例えば210は、マクロブロック及び上位マクロブロックに対応する複数のブロックに関連する。画像の特定のセグメント化が示されているが、下で説明するように、画像は他の基準に従ってセグメント化されることが可能であることが理解されるであろう。この例示としての例において、画像領域210は、上位マクロブロック222、224、226、228、230及び232を有する。
各々の上位マクロブロックはマクロブロックに分割されることが可能である。明確化のために、上位マクロブロック222は、マクロブロック240、242、244及び246に分割されるように、示している。各々のマクロブロック240、242、244及び246は、下位マクロブロックに更に分割されることが可能である。各々の下位マクロブロックはブロックに更に分割されることが可能である。明確化を目的として、下位マクロブロックは、ブロック260、262、264及び266に分割されるように、示している。理解されるであろうように、各々の上位マクロブロックは、マクロブロック、下位マクロブロック及びブロックに、同様に分割され、特定され、そして関連付けられることが可能である。
好適な実施形態において、ブロック260は、画像要素の8x8構成に関連する情報を有している。更に、下位マクロブロック250は、画素要素の16x16構成に関連付けられ、マクロブロック240は画素要素の32x32構成に関連付けられ、そして上位マクロブロック222は画素要素の64x64構成に関連付けられる。この好適な実施形態において、ブロック260は、画素要素の対応するブロックのDCT符合化と類似している。
図2cは、本発明の好適な実施形態に従って、ビット平面272、274及び276における特定された重要な領域210のビット平面マッピングを示している。この場合、エンハンスメントレイヤは3つのビットのビット平面を用いて符合化される。しかしながら、ビット平面の深さはいずれかの数であることが可能であり、ここで示したビット平面深さにビット平面深さを制限することを意図するものではない。この好適な実施形態においては、DCT情報は各々のビット平面に対してマッピングされるため、領域210と関連する上位マクロブロック、マクロブロック、下位ブロック及びブロックは容易に特定されることが可能である。
図3aは、本発明の原理に従った重要度マッピングのための例示としてのプロセス300のフローチャートを示している。このプロセスにおいては、重要度マッピングは、画像又はピクチャに関連する任意に選択されたビット平面において開始される。示している好適な実施形態において、最上位ビットに関連するビット平面、即ちビット平面0は、ブロック305において選択されている。ブロック310において、選択されたビット平面に関連する重要度マップが決定される。ブロック315において、ビット平面に関連する重要度マップは復号化される。ブロック320において、上位であるとして特定されたブロックのテクスチャは復号化され、重要度マップのビット関連の表示が生成される。重要度マップにおけるこのビット関連の表示は、重要度マップを理解するために受信装置にのいて復号化されることができる。ブロック325において、画像に関連するビット平面が処理されたかどうかの決定がなされる。その答が否定的である場合、ブロック332において次の/続くビット平面が選択され、重要度マッピングプロセスが選択された次の/続くビット平面のために継続する。
しかしながら、その答が肯定的である場合、ブロック330において、画像全てが処理されたかどうかの決定がなされる。その答が否定的である場合、次の/続く画像又はピクチャがブロック334において選択される。次いで、重要度マッピングプロセスは、選択された次の/続く画像又はピクチャにおいて各々のビット平面のために継続する。
図3bは、例示としての重要度マッピングプロセス310のフローチャートを示している。この例示としてのプロセスにおいて、最初のブロックサイズ及び関連する最小及び細大ブロックサイズはブロック340において決定される。この場合、好適なブロックサイズに関連する最初のブロックサイズを示している。ブロック345において、現在のブロックサイズが最小ブロックサイズに等しいかどうかが決定される。その答が肯定的である場合、ブロック350において、現在のブロックがいずれの非0係数を有するかどうかの決定がなされる。その答が肯定的である場合、関連するブロックは、ブロック355において、重要であるとしてマークを付けられる又は特定される。
しかしながら、その答が否定的である場合、ブロック370において、そのブロックは重要であるとしてマークを付けられる又は特定される。
ブロック355において、現在のスロックが重要であるとして、又は、ブロック370において重要でないとして特定された後、ブロック360において、最後のブロックに到達したかどうかの決定がなされる。その答が否定的である場合、ビット平面における次の/続くブロックがブロック365において選択される。ブロック345における選択された次の/続くブロックにおいて処理は継続される。
しかしながら、ブロック360における答が肯定的である場合、即ち現在のサイズにおけるブロック全てが処理された場合、現在のブロックサイズが最大ブロックサイズより大きいかどうかの決定がなされる。その答が否定的である場合、ブロック380において、現在のブロックサイズは増加され、好適には2倍にされる。345におけるサイズの増加に関連する各々のブロックにおいて処理は継続する。
ブロック345における決定に戻って、その答が否定的である場合、ブロック385において、より小さいブロック、即ちより大きいブロック内の子供のブロックが重要であるかどうかの決定がなされる。その答が否定的である場合、ブロック355において、より大きいブロックが重要であるとしてマークを付けられるが又は特定される。しかしながら、その答が否定的である場合、ブロック370において、より大きいブロックが重要であるとしてマークを付けられるが又は特定される。
このとき、処理は、ブロックサイズがブロック375における最大ブロックサイズより大きくなるまで、続く大きいブロックの各々において継続される。
図4は、本発明の原理を実施するために用いられることが可能であるシステム400の例示としての実施形態を示している。システム400は、テレビ送信又は送信システム、デスクトップ、ラップトップ又はパームトップコンピュータ、携帯デジタル端末装置(PDA)、ビデオカセットレコーダのような映像/画像記憶装置(VCR)、デジタルビデオレコーダ(DVR)、TiVO装置等、及びそれら及び他の装置の一部又は組み合わせを表すことが可能である。システム400は、1つ又はそれ以上の入力/出力装置402、処理器403及びメモリ404を含むことが可能であり、映像画像を有する1つ又はそれ以上のソース401にアクセスすることが可能である。ソース401は、テレビ受信器(SDTV又はHDTV)、VCR、RAM,ROM、ハードディスクドライブ、光ディスクドライブ又は他の映像画像記憶装置のような永久媒体又は半永久媒体に記憶されることが可能である。ソース401は又、例えば、インターネット、広域ネットワーク、メトロポリタンエリアネットワーク、狭域ネットワーク、地上波放送システム、ケーブルネットワーク、衛星放送ネットワーク、無線ネットワーク、電話ネットワーク及びそれらの及び他のタイプのネットワークの一部又は組み合わせのサービスのようなグローバルコンピュータ通信ネットワークにおいてサーバから映像を受信するために、1つ又はそれ以上のネットワーク接続410に亘ってアクセスされることが可能である。
入力/出力装置402、処理器403及びメモリ404は、通信媒体406において通信することが可能である。通信媒体406は、例えば、バス、通信ネットワーク、1つ又はそれ以上の回路、回路カード又は他の装置の内部接続、及びそれらの又は他の通信媒体の一部又は組み合わせを表すことが可能である。ソース401からの入力データは、ネットワーク420に部分的に符合化された映像画像を供給するように処理器403により実行され且つメモリ404に記憶されることが可能である1つ又はそれ以上のソフトウェアプログラムに従って処理される。部分的に符合化された映像画像は記憶装置に送信されることが可能であり、又は符合化された映像画像をリアルタイムに視聴するための表示システムに送信することが可能である。
処理器403は、既知の入力に応答して既知の出力を与える、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、携帯型コンピュータ、専用論理回路、集積回路、プログラマブルアレーロジック(PAL)、特定用途向け集積回路(ASIC)等のようなハードウェア構成とすることが可能であり、一般目的の又は特別目的のコンピューティングシステムのような手段とすることが可能である。
好適な実施形態において、本発明の原理を用いる符合化及び復号化は、処理器403により実行されるコンピュータ読み出し可能符号により実行されることが可能である。符号は、メモリ404により実行されることが可能である、又はCD−ROM又はフロッピー(登録商標)ディスク(図示せず)のような記憶媒体から読み出し/ダウンロードされる。他の実施形態においては、ハードウェア回路構成は、本発明を実施するために、ソフトウェア指令と置き換えて又はそれと組み合わせて用いられることが可能である。例えば、ここに示した要素は又、別個のハードウェア要素として実施されることが可能である。
本発明の1つの特徴においては、処理器は、例えば、少なくとも1つの処理ユニットとの通信し且つそれに電気的に接続される周辺装置等の他の装置及び1つ又はそれ以上のメモリとの通信におけるコンピューティングユニット又は1つ又はそれ以上の処理ユニットを表すことが可能である。更に、装置は、例えば、ISAバス、マイクロチャネルバス、PCIバス。PCMCIAバス等の内部バス、1つ又はそれ以上の回路の内部接続、回路カード又は他の装置、並びにそれらの及び他の通信媒体又はインターネット及びイントラネット等の外部ネットワークの一部及び組み合わせにより、1つ又はそれ以上の処理ユニットに電気的に接続されることが可能である。
更に、本発明の新規な特徴について、図を参照し、説明し、好適な実施形態に適用されるように示した。本発明の範囲及び主旨から逸脱することなく、説明した装置、開示された装置のディテール及び構成、並びにそれらの動作において、種々の削除、追加及び変更を当業者によりなされることが可能であることは、理解される必要がある。例えば、本発明はFGS符合化に関して説明したが、本発明は又、類似して開発されるレイヤ符合化システムに対して適切であることが理解される必要がある。同様に、上位マクロブロックが64x64アレイ即ちマトリクスに関して説明されたが、それは、当業者の知識の範囲においてはブロックサイズを変更する必要がある。更に、上位マクロブロックの境界は固定的であるように示したが、上位マクロブロックの境界は、重要なデータの最初の特定に基づいて動的に決定されることが可能であるように考えられる。
同じ結果を得るために実質的に同じ方法で実質的に同じ機能を実行する要素の組み合わせ全ては本発明の範囲内にあることは又、明確に意図されている。説明した実施形態の一から他への要素の置き換えは又、十分に意図され、考慮されている。
Claims (13)
- 複数のサブレイヤを有する少なくとも1つのレイヤを有するレイヤ符合化システムにおいて、対応するサブレイヤ内で重要であるとして決定される少なくとも1つの領域を有する複数の画素ブロックを有する映像画像を符合化するための方法であって:
a.前記少なくとも1つの重要な領域内の既知のサイズの各々のブロックに重要度レベルを関連付ける段階;
b.続く大きいブロック内に含まれる既知のサイズの前記ブロックの少なくとも1つの
前記重要度レベルに依存する前記の続く大きいブロックの少なくとも1つの各々に重要度のレベルを関連付ける段階;及び
c.前記関連付けられた重要度レベルの各々をマッピングする段階;
を有することを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法であって:
前記サブレイヤの各々に対して段階a乃至cを繰り返す段階;
を更に有する、ことを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法であって:
前記サブレイヤに対応してマッピングされる前記重要度レベルを伝送する段階;
を更に有する、ことを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法であって、前記レイヤ符合化システムは細粒度スケーラブル(FGS)システムである、ことを特徴とする方法。
- 請求項4に記載の方法であって、前記サブレイヤはビット平面である、ことを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記ブロックサイズは所定のサイズの集合から選択される、ことを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記続く大きいブロックは既知の最大値を有する、ことを特徴とする方法。
- 少なくとも1つのレイヤに複数の画素ブロックとして構成される映像画像を符合化するためのシステムであって、前記レイヤの一は複数のサブレイヤを有し、前記サブレイヤは少なくとも1つの重要な領域を有する、システムであり:
前記少なくとも1つの重要な領域内の既知のサイズの各々のブロックに重要度レベルを関連付けるための手段;
続く大きいブロック内に含まれる既知のサイズの前記ブロックの少なくとも1つの前記重要度レベルに依存する前記の少なくとも1つの続く大きいブロックの各々に重要度のレベルを特定する手段;及び
前記重要度レベルをマッピングするための段階;
を有することを特徴とする方法。 - 請求項8に記載のシステムであって、前記マッピングは前記の既知のサイズのブロックと既知のレベルを有する続くブロックとに関する情報を有する、ことを特徴とする方法。
- 請求項8に記載のシステムであって、前記既知のレベルは非0の係数を表す、ことを特徴とするシステム。
- レイヤ符合化信号として伝送される画像を復号化するための復号化システムであって:
前記レイヤ符合化信号の少なくとも1つのサブレイヤの重要度マップに対応するデータを受信するための手段;
前記重要度マップを復号化するための手段;及び
前記重要度マップから前記サブレイヤに対応する一を再構成するために手段;
を有することを特徴とする復号化システム。 - 請求項11に記載の復号化システムであって:
ネットワークにおいて伝送される前記レイヤ符合化信号を受信するための手段;
を有する、ことを特徴とする復号化システム。 - 請求項11に記載の復号化システムであって、前記重要度マップは重要な情報を有するブロックに関する情報を有する、ことを特徴とする復号化システム。
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